Question

（2006?黑龙江）要把重100N的沙子从一楼地面运上三楼，现有如图所示的三种方法．根据图中给出的数据，试回答下列问题．（楼板的厚度不计） 
（1）三种方法的有用功是

相同

的．（选填“相同”或“不相同”）
（2）若不计摩擦和绳重，试计算出三种方法的额外功．
（3）比较三种方法的机械效率哪一种最高，说出理由．

Answer 1

分析：（1）有用功是由工作的目的决定的，不管使用何种机械，只要最终完成的工作任务一样，其有用功就是相同的；
（2）使用不同方法时，除提沙子所做的功以，其余的都是不想做但又不得不做的额外功，因此，分别找出其额外功的产生原因，进行计算即可；
（3）在有用功相同的情况下，额外功越少的，其机械效率一定越高．

解答：解：（1）三种方法的最终目的都是要将100N的沙子提升6m，因此，其有用功是相同的；
（2）第①种方法W_额外1=G_总1h=（G_人+G_桶）h=（400+20）N×6m=2520J；
第②种方法W_额外2=G_总2h=（G_动+G_桶）h=（20+10）N×6m=180J；
第③种方法W_额外3=G_总3h=（G_袋+G_动）h=（5+10）N×6m=90J；
（3）因为三种方法中的有用功相同，第③种方法的额外功最小所以机械效率最高．
故答案为：（1）相同；
（2）三种方法的额外功分别为：W_额外1=2520J；W_额外2=180J；W_额外3=90J；
（3）第③种方法的机械效率最高．因为三种方法中的有用功相同，第③种方法的额外功最小所以机械效率最高．

点评：此题重点考查了对有用功、额外功、总功的理解，有用功是工作的任务决定的，额外功是除工作任务以外，不得不做的功，而总功是有用功与额外功的总和．